(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径が管の外径よりも大きく設定された受口部を有する継手本体、管と継手本体との間をシールする環状のパッキン、継手本体に締結されパッキンを継手本体の受口部へ向かって押圧する押輪、管端部から管内に挿入されて管内面に密接する挿入筒部と挿入筒部の基端側に設けられ管端面に密接する鍔部とを有する防食コアから成る管継手において、
弾性と可撓性とを備えた厚みの薄い部材で製作され、内径が管外径と等しいか又はわずかに小さく設定された筒部と、該筒部の基端部に形成したフランジ部とを備える防食キャップを管端部に配置し、上記筒部で管端から所定範囲の外表面を覆うと共に、フランジ部を継手本体の受口部とパッキンとの間に挟持させ、筒部の内周面を、管端に装着した防食コアの鍔部側周面に当接させたことを特徴とする管継手における管端防食構造。
【請求項２】
前記防食キャップの筒部は、基端側の内径よりも、先端側の内径がわずかに小さく設定されている請求項１に記載の管継手における管端防食構造。
【請求項３】
前記防食キャップのフランジ部を継手本体の受口部に接着した請求項１に記載の管継手における管端防食構造。
【請求項４】
前記防食キャップのフランジ部に保形性を与えるための補強部材を設けた請求項１に記載の管継手における管端防食構造。
【請求項５】
前記防食キャップのフランジ部を容易には撓まない程度の厚さに成形した請求項１に記載の管継手における管端防食構造。
【請求項６】
前記防食キャップのフランジ部のゴム硬度を筒部よりも大きくした請求項１に記載の管継手における管端防食構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内外面ライニング鋼管・内面ライニング鋼管・内面エポキシ被覆鋳鉄管等の被覆管をメカニカル式管継手により接合する構造において、管の切断端部における金属露出部分の腐食を防止するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
切断した管の端部どうしを接続する手段として、パッキンと押輪とを基本にして、管端部をボルト・ナットで継手に締結する構造、あるいはユニオンナットでパッキンを圧縮して締め付けることにより管と継手との間を止水する構造のいわゆるメカニカル式管継手が知られている。図５は、メカニカル式管継手Ｊの一例を示すものであり、管１，１の端部が接続される継手本体２、管１と継手本体２との間をシールする環状のパッキン３、パッキン３を押圧する押輪４、継手本体２と押輪４とを締結するボルト５・ナット６等から成っている。継手本体２は、その両端部に、内径が管１の外径よりも大きく設定されたテーパー状受口部２ａを有し、胴部２ｂは太鼓状に膨れて内部に空腔が形成されている。
【０００３】
管１，１を接続するには、先に押輪４とパッキン３とを挿し通してから、管端部を継手本体２の受口部２ａに挿入したのち、継手本体２と押輪４との間に架け渡したボルト５及びナット６を締め付けて、押輪４を継手本体２に対し軸方向へ押しつける。これにより、継手本体２と押輪４との間で環状のパッキン３が軸方向に強く挟み付けられて圧縮される結果、パッキン３は径方向へ拡張して継手本体２のテーパー状受口部２ａと管１の外周面とに密着し、流体の漏洩を阻止すると共に、管１を継手本体２に対し同心的に保持する。このとき管１はパッキン３で弾性的に保持されている状態であるから、管端部が継手本体２の空腔内において、継手本体２の内壁と干渉しない範囲で自由に変位可能である。つまり管１，１は、継手本体２の軸線に対しある程度屈曲し得る可撓性を発揮する。また、管１に対し軸方向の引張力が作用したとき、管１はパッキン３の弾性変形可能な範囲で軸方向に変位することができる。つまり管１は継手本体２に対し伸縮可能である。このような機構により、当該管継手Ｊは伸縮可撓性を発揮する。
【０００４】
ところで、内面又は内外面を合成樹脂等でライニングして防食加工を施した被覆管を途中で切断して、前述したようなメカニカル式管継手Ｊで接続する場合、管の切断端面に露出する金属部分が、管１及び継手本体２内を流通する流体と接することにより、管端部から腐食が進行するという問題があった。そこで、管の切断端面における腐食を防止する手段として、図５に示す従来技術では、管１の内径にほぼ等しい外径を有する筒部７ａと、筒部７ａの一端部に設けた鍔部７ｂとを有する管端防食コア７を装着し、鍔部７ｂを管１の端面に密接させることにより、管端の金属部分が流体と接触するのを防止している。このような管端防食コアの技術については、例えば特許文献１〜４に記載されている。
【０００５】
特許文献１には、鍔部をプラスチック製とし、筒部に水膨潤ゴムを用いた管端面防食コアが記載されている。
特許文献２には、外筒と内筒と底壁とから成り、管端の内外面を覆うように装着される断面コ字状の合成樹脂製キャップが記載されている。
特許文献３には、外側筒状部と内側筒状部とフランジ部とから成り、管端の内外面を覆うように装着される断面コ字状の防食コアであって、外側筒状部をゴム製としたものが記載されている。
特許文献４には、筒状外周部、筒状内周部、及び、フランジ部を、ゴム等の弾性体で一体成形したものであって、筒状外周部で管端部の外周面を覆うと共に、筒状内周部の内側に金属製バネ材からなるストッパリングをはめ込むことにより、防食機能の向上を図った防食キャップが記載されている。
特許文献５には、挿入筒部と鍔部とから成る管端防食コアにおいて、挿入筒部に、複数の環状襞部、環状突部、及び鍔部に近い位置の環状凸構造とを形成することにより、鍔部を管端面へ密着させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平３−５５０３９号公報
【特許文献２】実公平３−１０４６９号公報
【特許文献３】特開平１０−３３２０５８号公報
【特許文献４】特開平７−２５３１８９号公報
【特許文献５】特開２００９−４１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
管を切断するには砥石切断機がしばしば用いられるが、砥石切断機による切断面は直角にならず、管軸に対し若干傾斜することが少なくない。このため、特許文献１に記載の管端防食コアでは、管端面が傾斜していると鍔部を密接させるのが難しく、管端面との間に隙間が生じて防食機能が発揮されない欠点がある。
【０００８】
特許文献２に記載の合成樹脂製キャップは、内面ライニング鋼管を適用対象としているため、これを内外面被覆鋼管に適用すると、製造公差が比較的大きいため（例えば呼び径５０ｍｍで製造公差±０．９ｍｍ以上）、鋼管と上記キャップとの間に隙間が生じ、防食機能が発揮されない欠点がある。また、鋼管の外表面に傷が有る場合は、外筒との間の水密性が失われ、傷の部位から浸水する可能性を有する。さらに上記キャップを装着した状態では、外筒の肉厚分だけ、鋼管の外径が増大するから、従来の管継手を使用できず、専用の継手部材を用意する必要がある。さらにまた、管離脱防止金具を使用する場合、同金具が鋼管の外表面を覆う合成樹脂製キャップの外筒に当接することになるため、管離脱防止金具と上記キャップとの間で滑りが生じ、その結果、鋼管が継手部材から抜け出るという問題を生じさせる。あるいは、管離脱防止金具が上記キャップの外筒に食い込んで、当該外筒を切断してしまうという可能性もある。
【０００９】
特許文献３に記載の防食コアについては、内面ライニング鋼管を適用対象とするため、これを内外面被覆鋼管に適用した場合、前記特許文献２と同様の問題を生じさせる。
【００１０】
特許文献４に記載の防食キャップは、これを管端に装着すると、筒状外周部の肉厚分だけ、管端部の外径が大きくなる。このため、メカニカル式管継手のゴムパッキンの内径より管端外径が若干大きくなるので、押輪とゴムパッキンとを予め分解して先に管に外嵌しておいてから、管端防食コアを管端部に装着し、そののち継手本体へ管端部を挿入するという手順を採用しなくてはならない。すなわち特許文献４の防食コアは、あらかじめ各部品を組み付けた状態で使用する態様のメカニカル式管継手には適用できないという問題がある。また、ゴム製の防食キャップを管端に装着する手間と、ストッパリングを内部に嵌着する手間とを要するので、施工が煩雑である。その上、施工時に、別部材であるストッパリングの嵌着を忘れる可能性があり、その場合は、時間の経過によって、防食コアが管端から脱落するおそれがあった。
【００１１】
特許文献５に記載の防食コアは、鍔部の管端への密着性能を向上させたものである。しかしながら、鋼管の切断に金属用のこぎりを用いると、切断面に凹凸や段差が生じる可能性があり、このような状態の管端面に対しては鍔部を密接させるのが困難になり、防食機能を発揮できない。また、当該防食コアは、内外面被覆鋼管を適用対象としているため、内面ライニング鋼管などの外面が被覆されていない鋼管に対しては、十分な防食性能を持たない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、メカニカル式管継手において、管の切断端面に凹凸や段差が有り、防食コアの鍔部と管端面との間に多少の隙間を生じる場合であっても、優れた防食機能を発揮することができる管端防食構造の提供を目的とする。
さらに本発明に係る管端防食構造は、内外面被覆鋼管だけでなく、内面ライニング鋼管等、外面に被覆がほどこされていない管にも適用可能とすること、及び、専用品を必要とせず、従来の標準の管継手をそのまま使用できるようにすることを目的とする。
【００１３】
前記目的を達成するために本発明が採用した管端防食構造の特徴とするところは、請求項１に記載する如く、内径が管の外径よりも大きく設定された受口部を有する継手本体、管と継手本体との間をシールする環状のパッキン、継手本体に締結されパッキンを継手本体の受口部へ向かって押圧する押輪、管端部から管内に挿入されて管内面に密接する挿入筒部と挿入筒部の基端側に設けられ管端面に密接する鍔部とを有する防食コアから成る管継手において、弾性と可撓性とを備えた厚みの薄い部材で製作され、内径が管外径と等しいか又はわずかに小さく設定された筒部と、該筒部の基端部に形成したフランジ部とを備える防食キャップを管端部に配置し、上記筒部で管端から所定範囲の外表面を覆うと共に、フランジ部を継手本体の受口部とパッキンとの間に挟持させ、筒部の内周面を、管端に装着した防食コアの鍔部側周面に当接させたことである。
【００１４】
前記防食構造において、防食キャップの筒部を防食コアの鍔部側周面へ確実に当接させるため、請求項２に記載の如く、前記防食キャップの筒部を、基端側の内径より、先端側の内径がわずかに小さくなるように設定する構成を採用してもよい。
【００１５】
なお防食キャップは、その内径を管外径と等しいか又はわずかに小さくなるように設定したので、管を防食キャップの筒部内へ挿入する際に、防食キャップのフランジ部の厚みが薄いと、管外表面と筒部内周面との間で生じる摩擦抵抗力により、フランジ部が継手本体の受口部から離脱するおそれがある。そこで、防食キャップのフランジ部を、継手本体の受口部の所定位置に保持するため、請求項３に記載する如く、前記防食キャップのフランジ部を継手本体の受口部に接着する構成を採用してもよい。
【００１６】
さらには、請求項４に記載の如く、前記防食キャップのフランジ部に保形性を与えるための補強部材を設ける構成、請求項５に記載の如く、前記防食キャップのフランジ部を容易には撓まない程度の厚さに成形する構成、請求項６に記載の如く、前記防食キャップのフランジ部のゴム硬度を筒部よりも大きくする構成を採用することが考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に係る管端防食構造は、管端の一部を覆う防食キャップを配置し、この防食キャップの筒部内周面を、管端部に装着した防食コアの鍔部側周面に当接させたので、管端の切断面と防食コアの鍔部との間に隙間が生じていたとしても、防食キャップの筒部でこの隙間を覆うことができる。従って、管端面の金属露出部分に水が接触して腐食が発生するのを防止できる。
【００１８】
本発明の防食キャップは、厚みの薄い部材から成るので、管を継手本体に挿入する作業に支障をきたさないから、従来の継手製品をそのまま使用することができる。防食キャップの筒部に成形したフランジ部を、継手本体の受口部とパッキンとの間に挟持させて保持する構造としたので、容易に脱落することがない。
【００１９】
本発明が適用される管継手が伸縮可撓性を備える場合、管継手に接続した管は、継手本体に対し屈曲したり進退したりすることが可能である。本発明の防食キャップは、弾性と可撓性とを備えており、且つ、筒部の内径を管外径と等しいか又はわずかに小さく設定してあるので、管の姿勢や位置の変位に容易に追従して、防食コアの鍔部に対する当接状態を維持することができる。すなわち、管が継手本体に対し伸縮可撓するのに対し、防食機能が損なわれることがない。
【００２０】
請求項２に係る本発明は、防食キャップの筒部における先端側の内径を基端側の内径よりわずかに小さくなるよう設定したので、筒部内周面を、防食コアの鍔部側周面に当接させるのがより確実になる。
【００２１】
請求項３に係る本発明は、防食キャップのフランジ部を継手本体の受口部に接着する構成を採用したので、管を防食キャップの筒部内へ挿入する際に、フランジ部が、継手本体の受口部の所定位置から移動するのが阻止される。よって、継手本体の受口部と防食キャップとの間の漏水を確実に防止できる。
【００２２】
請求項４に記載した防食キャップのフランジ部に補強部材を設ける構成、請求項５に記載したフランジ部を容易には撓まない程度の厚さに成形する構成、あるいは、請求項６に記載したフランジ部のゴム硬度を筒部よりも大きくする構成を採用することにより、フランジ部の剛性を高めて、管を防食キャップの筒部内へ挿入する際にフランジ部が変形するのを阻止できる。よって、押輪でパッキンを圧接することにより、防食キャップのフランジ部を継手本体の受口部へ確実に密着させて、両者の間で漏水が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に関するものであって、本発明が適用されるメカニカル式管継手の構成部材を分解すると共に、半断面して示す図面である。
【図２】本発明に係る管端防食構造に使用する防食キャップの一例、及び、管の端部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に関するものであって、本発明を適用したメカニカル式管継手の組み付け状態を示す断面図である。
【図４】図３に示すメカニカル式管継手の組み付け状態の要部拡大図である。
【図５】本発明の防食キャップに関する異なる実施形態に関するものであって、図（Ａ）は請求項４に対応する実施形態、図（Ｂ）は請求項４に対応する異なる実施形態、図（Ｃ）は請求項５に対応する実施形態、図（Ｄ）は請求項６に対応する実施形態をそれぞれ示す要部の断面図である。
【図６】従来のメカニカル式管継手を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る管端防食構造をユニオンナットを用いるメカニカル式管継手に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用するメカニカル式管継手の構成部材を分解して示すものであって、胴部２ｂの両端に受口部２ａ，２ａを備える継手本体２，筒部２１とフランジ部２２と底部２３とから成る防食キャップ２０，環状のパッキン３０，押輪４０とで構成される。他方、この管継手に接合される管１の端部には、挿入筒部１１及び鍔部１２を有する防食コア１０が装着される。
【００２５】
本発明は、主として、内外面ライニング鋼管・内面ライニング鋼管・内面エポキシ被覆鋳鉄管等の被覆管を適用対象としているが、上記に限定されるものではない。管１の端部には、挿入筒部１１が内部へ挿入され、管端面に鍔部１２を密接させた防食コア１０が装着される。鍔部１２の外径は、管１の外径にほぼ等しくするか、又は、わずかに大きく設定することが望ましい。このような防食コア１０には、例えば、前記特許文献５に記載の如き合成樹脂製の製品を利用できる。
【００２６】
継手本体２の受口部２ａの口径は、管１の製造公差を考慮して外径より若干大きく設定される。このため、厚みの薄い防食キャップ２０を、管１と継手本体１との間に配置することが可能である。また、継手本体２における受口部２ａ付近の外周面には、後述する押輪４０を締結するための雄ねじ２ｃが形成されている。
【００２７】
環状のパッキン３０は、押輪４０により継手本体２へ向かって押圧されることにより、管１の外表面に密着して水密性を発揮するものである。内周面には、複数の凸条３１が形成されている。このようなパッキン３０には、例えば、特許第３７７４８８９号公報に記載のものを利用することができる。
【００２８】
押輪４０は、内周面に、継手本体２の雄ねじ２ｃと螺合する雌ねじ４１が形成され、継手本体２に対しネジ構造で締結される。なお所望により、特開２００５−２３３３７９号公報に記載したような管離脱防止装置を装着するため、押輪の４０の外周面に凹部４２を設けてもよい。
【００２９】
本発明の特徴的構成部材である防食キャップ２０は、例えば軟質プラスチックやゴムを用いて、弾性と可撓性とを有する厚みが薄い部材で製作される。例えば、筒部のゴム硬度は、厚みが０．５〜１．０ｍｍに対し、５０〜６０度程度とする。図２に示す如く、防食キャップ２０は、筒部２１の基端部にテーパ状に拡開するフランジ部２２が形成され、筒部の先端側に、保形性を与えるための底部２３が形成される。底部２３の中央領域は、通水用の開孔２４である。
【００３０】
本例の防食キャップ２０は、筒部２１における先端側領域２１ａの厚みＴ１を比較的大きく設定し、基端側領域２１ｂの厚みＴ２を比較的薄く設定した。具体的には、先端側領域２１ａの厚みＴ１＝約１．０ｍｍとし、基端側領域２１ｂの厚みＴ２＝約０．５ｍｍとする。なお、この数値は一例であって、限定的なものではなく、防食キャップ２０の寸法や材質等に応じ、適宜変更可能である。
また、防食キャップ２０の筒部２１は、基端側の内径Ｄ１よりも先端側の内径Ｄ２が小さく（Ｄ１＞Ｄ２）なるように設定すると共に、先端側の内径Ｄ２を、接続する管１の外径Ｒと等しいか又はわずかに小さくなるように設定した。筒部２１の基端側内径Ｄ１よりも先端側内径Ｄ２を小さく（Ｄ１＞Ｄ２）する構成としては、図２に例示する如く、先端側領域２１ａの厚みＴ１と基端側領域２１ｂの厚みＴ２とをそれぞれ一定にし、両者の間に厚みが連続的に変化する領域２１ｃを設ける態様のほか、基端側から先端側へ向かって連続的に厚みを増大させることにより、内径を減少させる態様も考えられる。
【００３１】
上述の管継手を用いて管１を接続する手順を説明する。まず、継手本体２の受口部２ａに防食キャップ２０を配置する。その際、防食キャップ２０のフランジ部２２を、継手本体２の受口部２ａに接着しておくことが望ましい。一方、防食コア１０を装着した管１については、あらかじめ押輪４０とパッキン３０とを挿し通した状態とする。そして、管１を、継手本体２の受口部２ａに配置した防食キャップ２０内へ挿入したのち、図３に示す如く、継手本体２の雄ねじ２ａと押輪４０の雌ねじ４１とを螺合させて締め付ける。さらに必要に応じて、止め輪５１と係止金具５２とから成る管離脱防止装置５０（特開２００５−２３３３７９号公報参照）を装着する。
【００３２】
上記の如く組み付けられた管継手は、継手本体２と押輪４０との間でパッキン３０が軸方向に強く挟み付けられて圧縮される結果、パッキン３０が径方向へ拡張して管１の外周面へ水密的に密着し、継手本体２内を流動する流体の漏洩を阻止する。また、防食キャップ２０のフランジ部２２が、継手本体２の受口部２ａとパッキン３０との間に強く挟持されるため、防食キャップ２０が脱落することが決してない。
【００３３】
本例では、防食キャップ２０の筒部２１における先端側の厚みＴ１を比較的大きく、基端側の厚みＴ２を比較的薄く設定すると共に、基端側の内径Ｄ１よりも先端側の内径Ｄ２が小さく（Ｄ１＞Ｄ２）なるように設定し、さらに、先端側の内径Ｄ２を管１の外径Ｒとほぼ等しいか又はわずかに小さくなるように設定したので、管１を防食キャップ２０に挿入した状態で、押輪４０を締め付けることにより、図４に示す如く、防食キャップ２０における筒部２１の内周面を、管１の先端に装着した防食コア１０の鍔部１２側周面に確実に当接させることができる。このとき、防食コア１０の鍔部１２外径を、管１の外径よりわずかに大きくなるよう設定すれば、筒部２１内周面と鍔部１２側周面との当接部Ｐにおける密接度合をより高めることが可能である。その結果、管端面１ａに凹凸等が有るために、防食コア１０の鍔部１２との境界部に隙間が生じている場合でも、防食キャップ２０の筒部２１内周面で、この隙間を被覆することができる。よって、管端面１ａの金属露出部分に水が接触するの阻止して腐食の発生を防止する。
【００３４】
本発明に係る防食キャップ２０は、管１を挿入する際にフランジ部２２が変形するのを防止するため、継手本体２の受口部２ａへ接着する以外に、以下のような態様を採用することが可能である。まず、フランジ部２２に保形性を付与するための補強部材を設けることが考えられる。このような補強部材の例として、図５（Ａ）に示すのは、金属製又は硬質プラスチック製のワッシャ２５を、フランジ部２２に固着したものである。この場合、ワッシャ２５は、フランジ部２２におけるパッキン３０（図３，４参照）を圧接させ面に配置することが望ましい。
【００３５】
また補強部材としては、上記ワッシャ２５に代え、図５（Ｂ）に示すような、金属製又は硬質プラスチック製のリング２６とすることも可能である。この場合、リング２６をフランジ部２２の表面に固着するほか、防食キャップ２０の成形時に、リング２６をフランジ部２２内へ一体に埋設する構造も可能である。
【００３６】
さらに、防食キャップ２０のフランジ部２２の剛性を高める手段としては、図５（Ｃ）に示すように、フランジ部２２Ａの厚みを大きくする構成や、同図（Ｄ）に示すように、フランジ部２２Ｂのゴム硬度を筒部２１に比べて高くする（筒部のゴム硬度＝約５５度に対しフランジ部のゴム硬度＝約７５度とする）構成も、採用可能である。
【００３７】
なお前記は、ユニオンナットによるメカニカル式管継手に本発明を適用した実施形態について説明したものであるが、本発明は、図６に示すボルト−ナットを用いたメカニカル式管継手に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…管  １ａ…管端面  ２…継手本体  ２ａ…受口部  ２ｂ…胴部    １０…防食コア  １１…鍔部  １２…挿入筒部  ２０…防食キャップ  ２１…筒部  ２１ａ…厚みの大きい領域（先端側）  ２１ｂ…厚みの薄い領域（基端側）  ２２…フランジ部  ２２Ａ…フランジ部（厚み大）  ２２Ｂ…フランジ部（硬度大）  ２３…底部  ３０…パッキン  ４０…押輪  ５０…管離脱防止装置  ５１…止め輪  ５２…係止金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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